에너지칼럼/ 石油의 개발과정과 사업의 특징
에너지칼럼/ 石油의 개발과정과 사업의 특징
  • 한국에너지신문
  • 승인 2002.03.18 00:00
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석유산업은 크게 석유자원(천연가스 포함)의 탐사, 개발 및 생산을 담당하는 상류부문과 석유정제, 석유화학 공정 그리고 판매 중심의 하류부문으로 나누어 진다.
석유개발 산업은 탐사에 의해 예측 또는 확인된 육상 및 해상의 지하 저류층 내 석유자원을 직접 개발하는 분야이다. 즉 저류층 내 탄화수소 유체에 대한 최대 회수율 도모와 지상 생산 및 상 분리와 처리, 집적과 수송을 위한 수송 파이프라인까지 일련의 개발공정을 다루는 상류분야이다.
석유 및 천연가스를 개발/생산하기 위해서는 우선 지하에 집적된 석유 광상, 즉 저류층을 찾는 작업이 수행되어야 하는데 이를 탐사라고 한다.
 석유를 탐사하기 위해서는 크게 지질조사와 물리탐사를 실시하고 부존가능성이 충분하다고 판단될 때 초기 탐사정 시추단계로 진행된다.
가장 먼저 실시되는 지질조사에서는 육상 또는 해상의 지질 및 석유퇴적학적 환경을 조사, 분석하여 석유의 생성, 이동, 매장 여부와 가능성을 판단한다. 퇴적학적 평가기술로서 층서, 지화학적 평가기술 등이 적용된다. 이러한 평가 결과들이 유망하다고 판단될 경우 지하 지층의 상태를 조사하는 물리탐사를 실시한다.
물리탐사에는 자력, 중력, 탄성파 등을 이용한 방법이 있다. 자력 탐사나 중력 탐사가 지층의 고유한 물성을 이용하는데 비해 탄성파 탐사는 인공 탄성파가 지하 암석 또는 지층면에서의 반사하는 속도 및 시간차를 통해 지하의 지질구조 및 특성을 파악한다. 최근 컴퓨터의 발달로 3차원 탄성파 탐사가 보편화되었으며 지질 구조를 조사하기 위한 가장 정확하고 대표적인 방법이다.
물리탐사 결과 석유의 부존 가능성이 판단되면 본격적인 탐사시추 단계로 들어간다. 탐사정을 시추함으로써 석유의 부존을 실제로 확인하고 유전의 규모, 구조, 저류층의 특성, 저류유체의 성질 등 본격적인 개발생산을 위한 유전평가와 이에 따른 경제성 분석을 수행한다.
유전의 경제성이 확보되면 본격적인 개발/생산단계에 들어간다. 초기 탐사단계의 시추정과 유전의 크기, 매장량, 산출능력 등을 조사하기 위한 추가 평가정 등에서 얻어진 총체적 자료를 근거로 하여 최적의 생산계획을 수립하게 된다. 저류층의 고유한 물성과 그 속에 포함된 유체(석유 및 천연가스)의 물성 등을 정확히 파악하여 적절한 압력조절로 최대의 생산을 유도해 내는 것이 석유 생산의 가장 기본적인 목표이다.
지하에 묻혀있는 석유 및 천연가스의 총 부존량에서 현재 기술로 생산할 수 있는 양의 비율을 회수율이라고 한다. 전 세계적으로 저류층 내 자연 압력, 용존 가스 발생, 가스 팽창, 대수층 물 유입 등 1차 생산 메커니즘에 의한 회수율은 원유의 경우 30-40%, 천연가스의 경우 50-60%에 지나지 않는다.
 따라서 현재 생산이 완료된 대부분의 유전은 총 부존량의 2/3가 아직 지하에 남아있는 실정이다. 따라서 회수율을 더 높이기 위하여 가스 또는 물을 주입하여 압력을 유지하는 2차 회수증진법, 가열이나 비저류층 물질 주입 등을 통한 3차 회수증진법을 시도하기도 한다.
유정에서 나오는 탄화수소 혼합물은 원유, 가스, 물로 분리하여 파이프라인 또는 탱커 수송에 적합하도록 하여야 한다. 또한 황화수소나 이산화탄소 같은 불순물도 제거해야 한다.
석유개발 사업 또는 E&P 사업은 유전의 탐사와 생산사업을 말하며 외국에서 유전개발회사를 일반적으로 부르는 명칭이기도 하다.
석유개발 사업은 탐사지역 선정, 조광권 확보, 합작투자업체 구성, 지질/물리 탐사, 탐사정 시추, 생산정 시추, 생산/운반/판매에 이르는 전 사업을 통칭한다.
 사업의 일반적인 흐름은 자기 지분의 매장량 확보, 생산 및 판매, 수익, 재투자, 매장량의 대체 및 추가이며 매장량의 대체방법으로는 탐사 발견, 개발, 매입 등이 있다.
 즉, 탐사를 통해서 뿐만 아니라 생산광구의 매입, 개발광구에 참여, M&A 등 여러 가지 방법을 통해서 매장량을 증가시킬 수 있다.
 따라서 E&P 사업이란 대체율을 높이고 비용을 최소로 하면서 매장량을 증가시켜 나가는 사업이라고도 할 수 있다.
E&P 사업은 여러 형태의 사업이 혼합되어 있으나 앞서 언급한 석유개발 과정에 따라 탐사, 개발, 생산의 3단계로 크게 구분할 수 있다. 어떤 단계에서도 투자와 매각이 항시 가능하며 사업 참여의 형태도 다양하다는 특징을 가지고 있다.
탐사사업은 대상지역 선정에서부터 지질조사, 탄성파 탐사, 탐사공 시추까지의 사업을 말하며 탐사사업부터 참여 시 탐사에 성공하면 고수익을 기대할 수 있으나 실패 시 투자비 전액의 회수가 불가능하여 고수익 고위험 사업이다.
생산광구 매입사업은 기 개발되어 원유와 가스를 생산 중인 광구를 매입하는 사업을 말한다. 기 확보된 원유와 가스를 생산, 판매하므로 투자비 회수에 문제가 없어 저수익 저위험 사업이라고 할 수 있다.
개발사업은 기 발견된 원유의 생산을 위한 설비, 파이프라인 설치 및 개발시추 등을 포함하며 수익성이나 안정성 면에서 상기 두 가지 사업의 중간에 위치한다.
사업을 직접 운영하는 사업자를 운영사라고 하며 주로 메이저, 대규모 독립계 회사, 국영회사 등이 참여한다. 단순히 지분만 참여하거나 100%의 지분을 보유하고 있더라도 용역을 주는 경우 비운영사라고 하는데 개인이나 소규모 회사뿐만 아니라 메이저 회사도 핵심 지역이 아닐 경우 이에 해당한다.
 비운영사는 운영사와 각 참여사의 권리, 의무 규정한 공동 운영 협약을 체결한다. 기술진이 부족한 소규모 E&P사도 비운영사로 참여함으로써 운영권자 못지않은 수익을 유지하면서 경험을 축적할 수 있다.
 최근에는 위험 분산 및 사업비의 과다로 인하여 대규모 운영 E&P사들이 개방화 추세를 보이고 있어 비운영사에도 사업기회가 확대되고 있다.

<이근상 경기대 토목환경공학부 교수/ 2002-3-15>


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